海甸污水泵站的設計及運行管理

     海甸污水泵站座落于美麗的海口市海甸溪畔，是海口市污水處理項目的重要配套工程，擔負著輸送中心區(除海甸島、新埠島外)全部污水的任務。工程總造價為4295.92萬元，占地面積約為4500m2，設計提升污水能力為6.0m3/s。自1999年10月投產以來平均輸送污水量達20×104m3/d。 
1　工藝流程及存在問題 

1.1　格柵間?
　　格柵間的平面尺寸為8.0m×18.0m，地面以下深為9.3m，操作平臺位于地面以下4.9m處，屬半地下式格柵間。建有三組柵渠，采用地下鋼筋混凝土直壁式平行渠道，渠長為8.0m、寬為3.0m。主要裝置及設備見表1。
　　格柵間配置有6臺超聲波液位儀，用以顯示柵前、后水位。
　　格柵間的進水流態良好，設備選型經濟合理，技術先進。但在實際運行中發現還存在一些問題：①進水涵箱處的污水水位標高(進水閘門前水位)與操作平臺存在較大落差，導致生產中存在重大安全隱患，如發生突發性停電或閘門損壞滲漏等情況時，急流污水會在很短的時間內將整個操作平臺淹沒，從{TodayHot}而造成不可挽回的損失；②格柵柵距過寬(60mm)使水體中的一些軟物(如布條、麻繩等)極易被沖過柵條而進入泵坑并纏繞在高速運轉的葉輪上，影響潛水泵的正常運行；③格柵電機因隨柵耙一起升降，故極易受潮腐蝕。 

表1　格柵間主要裝置及設備 設備名稱 運行參數 數量(臺) 產地 
抓耙式格柵 柵距為60mm，提升能力為300kg 3 德國 
螺旋輸送機(A、B) 功率：2.2kW，轉速：1430r/min，柵渣輸送能力為6m3/h，直徑為280mm，長為13000mm 2 德國 
柵渣壓實機 功率：5.5kW，轉速：1385r/min，壓實能力為6m3/h，直徑為400mm，長為3000mm 1 德國 
閘板(電動) 寬為2.0m，高為1.5m 6 德國 


1.2　水泵間
　　水泵間的平面尺寸為8.8m×18.0m，泵房深為10.3m，操作平臺在地面以下4.9m的位置，為半地下式潛水泵房。集水池為地下鋼筋混凝土矩形水池，有效容積為310m3。配置有5臺德產ABS潛水泵(4用1備)，技術參數為：Q=1.2m3/s、P=160kW、H=100k Pa、η=91.5%，在潛水泵的DN1000出水管上均設有止回閥和電動蝶閥。在泵坑配有一臺超聲波液位儀及兩臺音叉探頭，以自動控制泵的開停及干運轉保護。
　　主要特點為：①水力條件好，布置緊湊，且出水管路短而直，減少了水頭損失，達到了節能目的；②采用德國生產的ABS潛水泵，雖然價格較高，但工作效率高、壽命長、節能、安裝簡單、土建投資少；③潛水泵自身帶有一套先進的自我保護裝置，在工作水位低于最低水位、電機溫升、軸承溫升及濕度、電流、電壓超過正常值時，均可自動停泵；④泵出口設有可靠的止回閥，無需關閉出口閥后再啟動泵組；備用設備平時完全可以將出口閥置于開位，處于隨時備用啟動狀態，在瞬時切換時不至于給生產帶來波動，避免了因設備突發故障而造成生{HotTag}產操作忙亂甚至發生連帶事故。
　　但在工藝管理中也發現一些問題：①因設計的總水位差較高(10m)而增加了能耗，日本的設計總水位差僅為2.0m左右；②運行中存在著邊臺水泵的電流高于中間水泵的現象(約高出10%～20%)，并不時會發生“喘振”及“氣蝕”現象，說明泵站進水擴散的流態不穩，存在旋流現象。
1.3　出水渠
　　采用高型敞開式出水池(半地下式鋼筋混凝土渠道)，平面尺寸為18.0m×2.5m，地面以下深為4.9m，地面以上高為1.3m，出水渠中最高水位標高為5.0m；出水渠設有兩個出口，一個出口以4m3/s的流量將污水送往污水處理廠，另一出口在暴雨季節以2m3/s(事故時為6m3/s)的流量將污水排往海甸溪；用3臺電動閘門轉換控制，中間閘板起分流隔離作用。
　　在運行管理中發現，由于出水池采用側向出水而造成遠離出口的邊臺水泵出水阻力大，運行電流高，有時甚至發生掉閘的現象。
1.4 通風防噪系統
　　由于海甸污水泵站地處居民區，因此對噪聲、臭氣的防治要求很高，故采用封閉式構造并配置4臺軸流式鼓風機，風口設在格柵渠道和房間內，送風量為2×104m3/h、換氣頻率為5次/h，廢氣采用高空排放；泵站的設備均采用噪音較小的德國進口設備，只有風機運轉時噪音較大，故將其安裝在隔離罩內并另加減振設施。
1.5　自動控制系統
　　泵站監控室控制系統由德國ABB公司的Sattcon35、Sattcon05可編程邏輯控制器(PLC)及MCC等自控設備組成，除自動控制系統運行外，還具有工況參數的采集與處理、修改模擬量設定點、報警及故障復位等功能。 

2　運行管理 

2.1　節能運行
　　在大型污水泵站中水泵是最耗能的設備。海甸污水泵站在潛水泵不具有調速功能的條件下，采取以下節能方法：
　　①生產中隨時調整三道進水閘門，以盡量使進水量與出水量接近，這樣每臺潛水泵的運行都處于高效區，在節能的同時還延長了水泵的使用壽命；
　　②盡量使潛水泵在允許的高水位(80%～90%的水位)下運行，這樣就降低了泵坑水位與出水池水位的高差，增大了泵的出水量，在節能的同時也消除了氣蝕影響；
　　③當發現潛水泵的口環破裂或磨損造成泄漏間隙超過規定值(口環半徑間隙應為葉輪口環外徑的2.5%～3.5%)時，應及時更換或修理，這對提高泵效率非常有效。
2.2　工藝改進
　　①在進水涵箱內安裝了一臺超聲波液位儀并與PLC相連接，這樣就可以全天候監控進水方涵中的水位并通知上游泵站開、停泵，避免了下游泵站還沒有開泵騰空管道，上游泵站就開車沖頂而出現跑冒的現象。
　　②改進格柵，使柵距由原來的60mm變為30mm，有效地攔截了污水中的軟物(如布條、麻繩等)，從而保證了潛水泵的正常運行。具體作法為：按照格柵裝配圖將同樣材料的鋼條加工成尺寸相符的柵條，然后焊接上去。防腐措施為：采用原子灰捋于表面，固化后研磨噴漆，效果良好。
　　③針對進水擴散流態不好、不平穩，易形成旋流的問題，在生產中采用均等打開三道進水閘門以均勻進水的方法，使三道進水水流的動能相互抵消，很好地消除了旋流，同時也使各水泵的工作電流差異變小，從而避免了“喘振”現象的發生。 

3 結語 

　　海甸污水泵站的各構筑物選型合理、先進，技術參數符合標準，設備配置精良。在生產管理上，以節能降耗為目的對其進行了運行優化與工藝改進，效果顯著，運行狀況良好穩定。